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任务一:初识计算机 任务二:学习计算机中的信息表示 P26 2019/4/7
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任务一:初识计算机 任务目的 任务内容 相关知识 2019/4/7
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任务目的 熟悉组成计算机的基本硬件,掌握主要部件的性能参数。 会启动计算机,对计算机软件有初步认识。
选择一种输入法练习,达到一定水平的中英文输入速度。 2019/4/7
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任务内容 一、观察机箱内部设备 主机箱 电源 主板 微处理器 内存 硬盘 光盘驱动器 声卡/显卡 网卡 2019/4/7
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1、主机箱 、电源 2019/4/7
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1.主机箱 主要作用是放置和固定各计算机配件,起到一个承载、保护和屏蔽电磁辐射的作用。 电源接口 网线接口 USB接口 显示器接口 音频接口
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3、主板 主板又叫主机板(Main Board)、系统板(System Board)或母板(Mother Board),它安装在机箱内,是计算机硬件系统中最大的一块电路板。 2019/4/7
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PCI扩展槽 南桥芯片组 北桥芯片组 CPU插座 内存条插槽 IDE接口 主板电池
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总线: 1、地址总线AB 2、数据总线DB 3、控制总线CB 2019/4/7
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总线 2019/4/7
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4、微处理器 CPU:中央处理器 (Central Processing Unit,简称CPU) Intel Pentium 4 奔腾4
Intel Core 2 Duo 酷睿2 AMD Athlon X2 2019/4/7
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5、内存 存储器是计算机系统中存储程序和数据的装置。按用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称为内部存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。 2019/4/7
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6、硬盘 2019/4/7
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容量:512字节/扇区×扇区/磁道×磁道/面×面 例:1.44盘:512×18×80×2=1440×1024=1440K=1.44M
硬盘的内部结构 磁道与扇区 容量:512字节/扇区×扇区/磁道×磁道/面×面 例:1.44盘:512×18×80×2=1440×1024=1440K=1.44M 2019/4/7
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7、光盘驱动器 8、声卡/显卡 9、网卡 2019/4/7
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二、观察计算机外部设备 1、显示器 2、键盘/鼠标 3、打印机 4、扫描仪 2019/4/7
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1、显示器: CRT显示器 LCD显示器 2019/4/7
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2、键盘/鼠标 2019/4/7
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3、打印机 2019/4/7
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4、扫描仪 2019/4/7
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三、启动和关闭计算机,了解计算机软件 1、启动计算机 冷启动 热启动 复位方式 2、初识计算机软件 3、关闭计算机 2019/4/7
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三、启动和关闭计算机,了解计算机软件 2、初识计算机软件 3、关闭计算机 系统软件:Windows 应用软件:Office 2010
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相关知识 一、电子计算机的发展 二、计算机的分类 三、计算机系统的组成 四、计算机的特点 五、计算机的应用 2019/4/7
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1、计算机的发展 手指 计 算 工 具 的 变 迁 算 盘 机械式计算机 电子计算机 P2 2019/4/7
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Electronic Numerical Integrator And Calculator
第一台电子计算机 电子数字积分计算机 ENIAC (1946) 重达30吨 每小时耗电140千瓦 18000个电子管 保存80个字节 占地167平方米 运算速度5000次/秒 2019/4/7
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ENIAC 2019/4/7
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电子计算机发展阶段划分及各阶段特征表 计算机 发展阶段 速度(次/每妙) 起止 年份 代表机型 硬 件 软件 应用范围 电子元件 主存储器
硬 件 软件 应用范围 电子元件 主存储器 第一代 几千至几万 1946- 1958 ENIAC/ EDVAC 电子管 水银延迟线 机器语言、汇编程序 科学计算 第二代 几十万 1959-1964 IBM7090/UNIVACII/ TRADIC 晶体管 磁芯 高级程序设计语言 科学计算/数据处理/工业控制 第三代 至几百万 1965-1970 IBM360/ HONEYWELL6000/F230 中小规模集成电路 磁芯/半导体存储器 操作系统/多种高级程序语言 广泛应用于众多科学领域 第四代 几百万 甚至上 忆 1971- IBM4300/IBM9000等 大规模集成电路 半导体 存储器 操作系统语言的完善/应用软件已形成产业 计算机应用已已经深入到社会生活各方面
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2、计算机的分类 根据计算机的性能及用途划分 1、巨型机、 2、大中型机 3、小型机 4、微型机(PC) 5、工作站 6、服务器
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3、 计算机系统的组成 计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具。
3、 计算机系统的组成 计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具。 一个计算机系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成,软件系统由系统软件和应用软件组成。 2019/4/7
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计算机系统的组成 软件:用于运行、管理和维护计算机的各种程序、数据文档的总称。包括系统软件和应用软件两大部分。
硬件:各种物理器件的总称,是计算机的物理基础,包括CPU、存储器、输入和输出设备等。 2019/4/7
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(1)计算机的硬件系统 ① 中央处理器:控制器、运算器和寄存器 ② 存储器 ③ 输入/输出设备 P20 2019/4/7
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CPU(Central Processing Unit)
控制器 控制器是计算机的神经中枢。 控制器按照计算机的工作节拍(主频)产生各种控制信号,以指挥整个计算机有条不紊地自动执行程序。 CPU(Central Processing Unit) 2019/4/7
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冯·诺依曼:“存储程序控制”思想 存储器 出 运算器 控制器 输 入 设 备 输入 原始程序 存取命令 程序命令 操作命令 取数 存放
反馈信号 输入 原始程序 原始数据 输入命令 请求信号 输出命令 输出结果 2019/4/7
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运算器 运算器的任务是对信息进行加工处理。 算术逻辑单元 运算 累加器 暂存操作数和运算结果。 运算器 存放算术逻辑单元在工 状态寄存器
通用寄存器 运算 暂存操作数和运算结果。 存放算术逻辑单元在工 作中产生的状态信息。 暂存操作数或数据地址。 2019/4/7
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存储器 存储器是计算机的记忆装置 内部存储器 访问速度快 RAM暂时性 价高 外部存储器 访问速度慢 永久性 价低
ROM:(Read Only Memory) 只读存储器,断电后不释放所存的内容,程序由生产厂家固化到ROM中。 RAM:(Random Access Memory) 断电后释放所存内容,用于存储正在运行的程序和数据. 内部存储器 访问速度快 RAM暂时性 价高 外部存储器 访问速度慢 永久性 价低 2019/4/7
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存储器 存储器是计算机的记忆装置 RAM 静态RAM 动态RAM ROM PROM EPROM EEPROM
ROM:(Read Only Memory) 只读存储器,断电后不释放所存的内容,程序由生产厂家固化到ROM中。 RAM:(Random Access Memory) 断电后释放所存内容,用于存储正在运行的程序和数据. RAM 静态RAM 动态RAM ROM PROM EPROM EEPROM 2019/4/7
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1、只读存储器ROM (Read Only Memory) 2、随机存储器 RAM(Random Access Memory)
● 内存储器 1、只读存储器ROM (Read Only Memory) 2、随机存储器 RAM(Random Access Memory) ● 外存储器 1、硬盘 2、软盘 3、光盘 4、可移动外存储器:移动硬盘和U盘 2019/4/7
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常见的外存: U盘 光盘 移动硬盘 2019/4/7
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输入/输出设备 常用输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、光笔等 常用输出设备:显示器、打印机、绘图仪等 2019/4/7
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(2)计算机的软件系统 ① 系统软件 ② 应用软件 2019/4/7
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系统软件 系统软件是计算机系统中最靠近硬件的软件。系统软件指的是管理、运行、控制和维护计算机系统资源的程序集合。 1、操作系统 OS
2、语言处理程序 ● 机器语言 ● 汇编语言 ● 高级语言 3、数据库管理系统 2019/4/7
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优点:用助记符表示二进制代码的机器语言,即机器语言符 号化。 缺点:不能被计算机直接识别,执行时必须将其翻译(称为
汇编语言: 优点:用助记符表示二进制代码的机器语言,即机器语言符 号化。 缺点:不能被计算机直接识别,执行时必须将其翻译(称为 汇编过程,由编译程序来完成)成机器语言才能在计 算机上运行。是为特定的计算机系统设计的面向机器 的语言。 2019/4/7
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优点:与自然语言和数学语言比较接近的计算机程序设计语 言,它独立于机器,具有一定的通用性。 缺点:源程序翻译成机器语言(目标代码)后执行。
高级语言: 优点:与自然语言和数学语言比较接近的计算机程序设计语 言,它独立于机器,具有一定的通用性。 缺点:源程序翻译成机器语言(目标代码)后执行。 翻译过程有两种:编译程序和解释程序 编译程序:源程序整个翻译成目标程序(机器代码) ,然 后将目标程序交给计算机执行。如 C、Pascal… 解释程序:对源程序逐句进行分析,边解释边执行。 如 Basic 、 Foxpro… 2019/4/7
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应用软件 应用软件是为计算机在各个领域中的应用而开发的程序。它是利用计算机软件、硬件资源为解决特定的实际问题而编制的程序和文档。如常见的应用软件有各种软件包、数据库应用程序等。 2019/4/7
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软件层次结构 计算机系统层次图 2019/4/7
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4、计算机的特点 1、运算速度快 2、计算精度高 3、具有记忆和逻辑判断能力 4、自动化程度高 5、可靠性高 2019/4/7
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5、计算机的应用 1、科学计算(数值计算) 2、数据处理(信息管理) 3、计算机辅助工程:CAD、CAM、CAI 4、过程控制(实时控制)
5、人工智能 6、计算机网络 2019/4/7
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P13 6、常用媒体格式(图像) 1、JPEG(联合照片专家组) 2、GIF(图形交换格式),256色、高速 3、BMP(位图)
4、TIFF、TGA、PNG、DXF、CDR、RAM P13 2019/4/7
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P16 6、常用媒体格式(音频) 小结 1、MP3 (MPEG:运动图像专家组)
2、CD、Wave、Real Audio、WMA、MIDI、AU、AIFF 小结 P16 2019/4/7
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P16 6、常用媒体格式(视频) 小结 1、MPEG (运动图像专家组)
2、AVI、Quick Time、ASF、Real Video、FLV、Matroska、3GP、NAVI 小结 P16 2019/4/7
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任务二:学习计算机中的信息表示 任务目的 任务内容 相关知识 2019/4/7
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任务目的 掌握进位制及数制间的转换方法。 了解计算机中的编码方式 2019/4/7
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任务内容 一、熟悉进位计数制 二、进制之间进行转换 三、二进制数据运算:算术运算和逻辑运算 2019/4/7
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一、进位计数制 进位计数制是指用一组固定的数字和统一的规则来表示数值的方法。在日常生活和计算机中采用的是进位计数制。 1、十进制数
2、二进制数 3、八进制数 4、十六进制数 2019/4/7
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十进制数的表示方法 567.89=5×102+6×101+7×100+8×10-1+9×10-2 数码 基数 位权
数码:某进制数中允许选用的基本数字 基数:是指该进制数中允许选用的基本数码的个数。 位权:是指以基数为底,以位序为指数的幂Ri 2019/4/7
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333.33 位权在数据表示中的作用 百位3、表示300,即3x102 十位3、表示30,即3x101
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常用数制对照 数制 数码 基数 位权 表示 特点 十进制数 0~9 10 逢十进一 二进制数 0~1 2 逢二进一 八进制数 0~7 8
10º,10¹,10²,… 十进制数 0~9 10 逢十进一 二进制数 0~1 2 2º,2¹,2²,… 逢二进一 八进制数 0~7 8 8º,8¹,8²,… 逢八进一 十六进制数 0~9,A~F,a~f 16 16º,16¹,16²,… 逢十六进一 十六进制:81AE=816³+116² +1016¹+1416º 十进制:4956= 410³+910² +510¹+610º 二进制:1011=12³+02² +12¹+12º 八进制:4275=48³+28² +78¹+58º 2019/4/7
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进制数的两种表示方法: ① 下标法:(1011)2,(101)10,101,(101)16
② 后缀法:十进制数: 101 D (Decimal) 二进制数: 101B (Binary) 八进制数: 101Q (Octal) 十六进制数:101H (Hexadecimal) 2019/4/7
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二、进制之间进行转换 十进制 二进制 八进制 十六进制 方法:按权展开再相加
例1:( )2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3 =(13.625)10 例2:(305)8=3×82+0×81+5×80= =(197)10 例3:(32CF.48)16=3×163+2×162+C×161+F×160+4×16-1+8×16-2 =( )10 2019/4/7
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十进制→二进制、八进制、十六进制 ● 整数部分:除基取余,倒读余数。 ● 小数部分:乘基取整,顺读整数。 2019/4/7
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整数部分转换举例 例 把十进制数59转换成二进制数 59 2 29 14 7 3 1 (59)10=(111011)2
例 把十进制数59转换成二进制数 59 2 29 14 7 3 1 (59)10=(111011)2 余 第一次得到的余数是最低位 最后得到的余数是最高位 例 把十进制数459转换成十六进制数 459 16 28 1 (459)10=(1CB)16 1 C B 余11 余12 余 1 例 把十进制数159转换成八进制数 159 8 19 2 (159)10=(237)8 余 7 余 3 余 2 2019/4/7
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二进制八进制 ● 方法:从小数点开始,分别向左、右按3位分组转换成对应的八进制数字字符,最后不满3位的,则需补0。 ● 例:将二进制数( )2转换成八进制数 000 ~ 0 001 ~ 1 010 ~ 2 011 ~ 3 100 ~ 4 101 ~ 5 110 ~ 6 111 ~ 7 二进制数: 1 5 5 . 5 2 八进制数: 所以 ( )2 = (155.52)8 2019/4/7
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二进制十六进制 0000 ~ 0 0001 ~ 1 0010 ~ 2 0011 ~ 3 0100 ~ 4 0101 ~ 5 0110 ~ 6 0111 ~ 7 1000 ~ 8 1001 ~ 9 1010 ~ A 1011 ~ B 1100 ~ C 1101 ~ D 1110 ~ E 1111 ~ F ● 方法:从小数点开始,分别向左、右按4位分 组转换成对应的十六进制数字字符,最后不满4位的,则需补0。 ● 例:将二进制数( )2转换成16进制数 二进制数: 6 D . A 8 十六进制数: 所以 ( )2 = (6D.A8)16 2019/4/7
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三、二进制数据运算 1、二进制数的算术运算 2、二进制数的逻辑运算 2019/4/7
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1、算术运算 ⑴ 二进制数的加法运算 加法运算按下列三条法则进行: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+l=10(逢二进一,向高位进位)
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⑵二进制数的减法运算 减法运算按下列三条法则进行, 0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1(此时要向高位借位,借1当2)
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⑶二进制数的乘法运算 乘法运算按下列三条法则进行, 0×0=0 0×l=0 1×0=0 1×1=1 2019/4/7
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⑷二进制数的除法运算 除法运算按下列三条法则进行, 0÷0 1÷0 (无意义的) 0÷1=0 1÷1=1 2019/4/7
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例: =? =? - . + 2019/4/7
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2、逻辑运算 ⑴ 逻辑加法(逻辑或运算) ⑵ 逻辑乘法(逻辑与运算) ⑶ 逻辑否定(逻辑非运算) ⑷ 逻辑异或 2019/4/7
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⑴ 逻辑加法(逻辑或运算) 逻辑加法运算遵守下列运算规则: (1)0+0=0或写成0∨0=0,读成“0或0等于0”。
(2)0+1=1或写成0∨l=1,读成“0或1等于1”。 (3)1+0=1或写成1∨0=1,读成“1或0等于1”。 (4)l+l=1或写成1∨1=1,读成“1或1等于1”。 2019/4/7
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⑵ 逻辑乘法(逻辑与运算) 逻辑乘法运算遵守下列运算规则: (2)0×1=0或写成0∧1=0或写成0·l=0,读成“0与1等于0”。
(1)0×0=0或写成0∧0=0或写成0·0=0,读成“0与0等于0”。 (2)0×1=0或写成0∧1=0或写成0·l=0,读成“0与1等于0”。 (3)1×0=0或写成1∧0=0或写成1·0=0,读成“1与0等于0”。 (4)1×1=1或写成1∧1=1或写成1·1=1,读成“l与1等于1”。 2019/4/7
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⑶ 逻辑否定(逻辑非运算) ⑷ 逻辑异或 A⊕B = A · B + A · B 0 =1,读成“非0等于1”。
1 =0,读成“非l等于0”。 ⑷ 逻辑异或 A⊕B = A · B + A · B 0⊕0=0,读成“0同0异或结果为0”。 0⊕1=1,读成“0同1异或结果为1”。 1⊕0=1,读成“1同0异或结果为1”。 1⊕1=0,读成“1同1异或结果为0”。 2019/4/7
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例: ∧ =? ∧ 2019/4/7
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相关知识 1、计算机中的字符编码 2、计算机中的数据存储单位 2019/4/7
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1、二进制编码 (1)BCD码 通常采用的是842l编码 十进制数 8421BCD码 842lBCD码 0000 8 1000 1 0001
0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 10 3 0011 11 4 0100 12 5 0101 13 6 0110 14 7 0111 15 2019/4/7
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(2)ASCII码 ASCII码是美国信息交换标准代码。
(American Standard Code for Information Interchange) ● 用7位二进制编码,可表示128个字符 ● 每个字符编码占8位,最高位为0。 ● 是计算机存储、表示(不是显示)、识别字符的基本依据。 ● 比如字符'1'的ASCII码是 (二进制),即31H (H表示十六进制)。 b b b b b b b1 b0 2019/4/7
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字符 ASCII码 字符 ASCII码 字符 ASCII码 A 65 B 66 C 67 D 68 E 69 F 70
G H I J K L M N …… a b c d e f g h …… …… 2019/4/7
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字符 ASCII码 NULL 00H 0 SPACE 20H 32 0 ~9 30H ~39H 48 A ~ 41H 65
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(3)汉字编码 根据计算机在处理汉字过程中的不同要求,汉字编码一般分为输入码、交换码、机内码和字形输出码。 汉字信息处理流程
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2、计算机中的数据存储单位 = 27+ 24+ 22+ 20 =149 计算机中的数据单位: 位、字节、字、字长
计算机中的数据单位: 位、字节、字、字长 ● 位(Bit):最小的容量单位 ● 字节(Byte):最小的存取单位 b7 b6 b5 b4 b3 b b1 b0 = =149 K 字节 1K = 1024 Byte M(兆)字节 1M = 1024 KB G(京) 字节 1G = 1024 MB T(垓)字节 1T = 1024GB 8bits=1B 2019/4/7
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● 字:(Word):计算机内部进行信息交换、数据并行处理的基本单位,一个字含若干字节。它的表示与具体的机型有关。
● 字长:一个字所包含的二进制位数。是计算机性能的重要标志,不同档次的计算机有不同的字长。按计算机的字长可分为8位机(如苹果II、中佛学习机)、16位机(如286机)、32位机(如386、486机)、64位机(如PentiumⅡ、PentiumⅢ)等。 2019/4/7
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补充 1、真值与机器数 2、定点数和浮点数 3、原码、补码和反码 2019/4/7
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真值 机器数(最高位为符号位。0:正数 1:负数) 手写的数据:+36、-48 二进制形式:+36=00100100 B
机器数(最高位为符号位。0:正数 1:负数) 二进制形式:+36= B -48= B 2019/4/7
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原码 机器数为正数的原码:符号位为0,数 值部分不变。 [X]原 机器数为负数的原码:符号位为1,数 【练习】求+36,-36的原码。
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求+36,-36的原码 +36 = 00100100 B [+36]原= 00100100 B [-36]原 = 10100100 B
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反码 机器数为正数的反码:符号位为0,数 值部分不变。(也就是原码) [X]反 机器数为负数的反码:符号位为1,数
值部分按位取反。(1变0,0变1) 【练习】求+36,-36的反码。 2019/4/7
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求+36,-36的反码 +36 = 00100100 B [+36]原= 00100100 B [-36]原 = 10100100 B
2019/4/7
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补码 机器数为正数的补码:符号位为0,数 值部分不变。(也就是原码) [X]补 机器数为负数的补码:符号位为1,数 值部分为反码加1。
【练习】求+36,-36的补码。 2019/4/7
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求+36,-36的补码 +36 = 00100100 B [+36]原= 00100100 B [-36]原 = 10100100 B
2019/4/7
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